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SILBERBERG capitulo 22
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Capítulo 22: Los elementos en la naturaleza y la industria
22.1 Cómo se encuentran los elementos en la naturaleza
22.2 El ciclo de los elemntos a través del ambiente
22.3 Metalurgia: Extracción de un metal a partir de su mena
22.4 Perforación de la corteza: Aislamiento y usos de los elementos
22.5 Manufactura química: Dos estudios de caso
Abundancia cósmica y terrestre de elementos seleccionados (% masa)
Fig. 22.1
ELEMENTO UNIVERSO TIERRA
CORTEZA MANTO NÚCLEO
Núcleo
Manto
Corteza
Fig. 22.2
Diferenciación geoquímica de los elementos
Atmósfera (corteza)Fase silicato (corteza y manto)Fase sulfuro (manto)Fase (hierro)
Abundancia de elementos seleccionados en la corteza, sus regiones y el cuerpo humano como
representante de la biosfera (% masa)
Elemento Corteza Litosfera Hidrosfera Atmósfera Humano
O 49.5 45.5 85.8 23.0 65.0C 0.08 0.018 - 0.01 8.0H 0.87 0.15 10.7 0.02 10.0 N 0.03 0.002 - 75.5 3.0P 0.12 0.11 - - 1.0Mg 1.9 2.76 0.13 - 0.50K 2.4 1.84 0.04 - 0.34Ca 3.4 4.66 0.05 - 2.4S 0.06 0.034 - - 0.26Na 2.6 2.27 1.1 - 0.14Cl 0.19 0.013 2.1 - 0.15Fe 4.7 6.2 - - 0.005Zn 0.013 0.008 - - 3 x 10-6
Fig. 22.4
Fuentes de los elemntosÓxidosSales dehaluroFosfatosSilicatos
Carbonatos/SulfatosFosfatosSilicatos
El ciclo del carbono
Fig. 12.5
C inórganico(mayormente CO2)
700
Actividad humanay combustión5
ATMÓSFERA
SUPERFICIE DEL OCÉANO
TIERRA
Salida desolución
98
Entrada desolución100
Respiración25
Fotosíntesis50
Respiracióny fuego60
Fotosín-tesis100
Salida deagua natural0.5
Plantas800
Materiaorgánicamuerta
700
Agua natural300
Transfe-rencia
dedetritus
60
Descomposición37
Combustible fósil300
Materia orgánica muerta1,000
Fitoplancton–1
Zooplancton, peces–0.5
C inorgánico500
C inorgánico35,000
Sedimentos inorgáanicos20,000,000
Transferenciade detritus25
OCÉANOPRO-FUNDO
El ciclo del nitrógeno
Fig. 12.6
N inorgánico (mayormente N2)3,900,000
Plantas yanimales > 12
N disuelto22,000
Plantas y
animales 0.5Materia
orgánica muerta550
N inorgánico (mayor-mente NO3
–) 590
Sedimentos400,000
Corteza140,000,000
UreaNH3
NO2–
NO2–
N2
N2O
NO2–
Planta deamoniaco Bacteria
fijadora denitrógeno
Bacterianitrificante
Descompo-sición
orgánica
TIERRA
Bacteriadesnitri-
ficante
Des
nitrific
ació
n
AGUA
Fijaciónbiológicaacuática 80
Fijación biológicasobre la tierra
140
Fijaciónindustrial
36
Bacteriafijadora denitrógeno
Fijaciónatmósferica
sobre la tierra
ATMÓSFERA
El ciclo del fósforo
Fig. 22.7
Rocas de fosfato
Aguas residuales
Detergentes
Fosfato del sueloH2PO4 Fertilizante
CICLO BIOLÓGICOBASADO ENLA TIERRA
Cosechas
Excrecióny descomposición
Erosión
Animales
Mina de fosfato[Ca5(PO4)3X]
Erosión
Fosfatosdisueltos
CICLO BIOLÓGICOBASADO ENLA TIERRA
Plantas
Excreción y descomposición
AnimalesSedimentos
Levantamientogeológico
CICLOINORGÁNICO
Fig. 22.8
Usos industriales del fósforoROCA DE FOSFATO
(100%)
Ácido fosfórico(impuro) (90%)
Ácido fosfórico(puro) (12.5%) Fertilizante
(85.5%)
Fosfóro elemental (10%)
Sulfuros de fósforo,cloruros de fósforo,
compuestos orgánicosde fósforo (2%)
Tratamiento metálico (p. ej.,recolección,
limpieza, protección de laoxidación, encerado (2.5%)
Farmacéuticosdetergentes de fosfato
fosfato industrial,fosfato alimenticio (10%)
Fuentes minerales comunes de algunos elementos
Elemento Fórmula, mineral
Al Gibsita (en la bauxita), Al(OH)3Ba Barita, BaSO4
Be Berilo, Be3Al2Si6O18
Ca Piedra caliza, CaCO3
Fe Hematita, Fe2O3
Hg Cinabrio, HgSNa Halita, NaClPb Galena, PbSSn Casiterita, SnO2
Zn Sfalerita, ZnS
Tabla 22.2 (p. 982)
Pasos en metalurgia
Fig. 22.9
PretratamientoAtracción magnéticaseparación ciclónica
FlotaciónLixiviación
Conversión(mineral a
compuesto) Pirometalurgia
(calcinado, etc.) Hidrometalurgia
Conversión(compuesto a metal)
Redox química(fundición, etc.)
Redox electroquímica
RefinaciónElectrorrefinación
DestilaciónRefinación de zona
Aleación
Minado
Elseparadorciclónico
Fig. 22.10
Partículas ligeras(ganga)
Mena pulverizadaMena pulverizada
Corriente de aire moviéndosehacia arriba
Partículas máspesadas(mineral)
Elproceso deflotación
Fig. 22.11A
Mezcla de mena/aceite/detergente
AgitadorAire comprimido
Suspensión demineral cubiertode detergente
Ganga (roca, arena)
Fig. 22.13
Sin combimar en la naturaleza
Conversión de un mineral a elemento
Reducción de un haluro (u óxido)fundido electrolíticamenteReducción de un haluro con un metalactivo (p. ej., Na, Mg, Ca)
Reducción del óxudo/haluro conAl o H2
Reducción del óxido con C
Reducción del anión (u oxianión)químicamnete y/o electrolíticamente
Algunas aleaciones comunes y su composición
Nombre Composición (masa %) UsosAcero inoxidable 73-79 Fe, 14-18 Cr,7-9 Ni Cubiertos, instrumentosAcero niquelado 96-98 Fe, 2-4 Ni Cables, engranesAceros de alta 80-94 Fe, 14-20 W Herramientas de corte velocidad (o 6-12 Mo)Aleación de acero y níquel 78 Ni, 22 Fe Cables océanicosBronces 70-95 Cu, 1-25 Zn, 1-18 Sn Estatuas, moldesLatones 50-80 Cu, 20-50 Zn Chapado, objetos ornamentalesPlata Sterling 92.5 Ag, 7.5 Cu Joyería, cubiertosOro de 14 quilates 58 Au, 2-28 Ag, 14-28 Cu JoyeríaOro blanco de 18 q. 75Au, 12.5 Ag, 12.5 Cu JoyeríaSoldadura típica de estaño 67 Pb, 33 Sn Conexiones electricasAmalgama dental 67 Ag, 18 Sn, 12 Cu, 1 Zn Empastes dentales (disuelto en Hg)
Table 22.3 (p. 970)
Tres aleaciones binarias
Fig. 22.14
A Carburo de vanadio B -Latón C Cu3Au
Fig. 22.15
Celda deDowns para laproducciónde sodio
Entrada paraNaCl Electrólito fundido
(NaCl/CaCl2, 2/3)
Na fundido
Cátodo (reducción)Ánodo (oxidación)
Minerales importantes de hierro
Tipo de mineral Fórmula del mineral
Óxido Hematita, Fe2O3
Magnetita, Fe3O4
Ilmenita, FeTiO3
Carbonato Siderita, FeCO3
Sulfuro Pirita, FeS2
Pirrotita, FeS
Table 22.4 (p. 990)
Fig. 22.16
Las principalesreacciones queocurren en un altohorno
Carga(mena, piedra caliza, coque)
Gases desperdiciados(CO, CO2, NO2)
Materias primas precalentadasReducción parcial de la mena de hierro
Reducción final
Fusión del Fe impuro y escoria
Fosfatos y silicatos reducidosP, Si y otras impurezas entran en el Fe fundido
Entradade
airecaliente–900°C
EscoriaCorazón
HumanoFe fundido
(hierro colado)
Fig. 22.17A
El procesooxígeno-básicopara fabricaracero
Gas O2
Flujo(CaO)
Metal fundido
Fig. 22.18A
La electrorrefinación del cobre
CátodoÁnodo
Metalfundido
Fangodel
ánodo
AcidificadoCuSO4(ac)
Cobreimpuro
Fig. 22.19
La celda electrolítica en la manufactura de aluminio
Varillas de grafitoÁnodos:
Carga sólida
Electrólito fundido
Burbujas de CO2
Al fundido
Horno recubierto de grafitoÁnodos:
Fuentede poder
Los varios usos familiares y esencialesdel alumino
Fig. 22.20
Líneas eléctricas(13.5%)
Transportación(17.8%)
Autos , camiones, tráilers,automotores, aeronaves
Productos noperecederosde consumo(17.8%)Vigas, puentes,artículos domésticos,equipo de deportes
Construcción(22.6%)
Ventanas, puertas,pantallas, casas
rodantes,paneles
Exportación(6.9%)
Empaquetamiento(16.6%)
Láminas, latas, tubosde pasta dental,
contenedores decomida congelada
Maquinaria(7.6%)
Intercambiadores decalor, equipo químico,
montacargas
Otros(6.5%)
Pinturas, propelentesde cohetes
Fig. 22.21
La producción de Mg elemental del agua de mar
HCl(ac)MgCl2(ac)
(diluido)
Filtros
Tanque desedimentación
Mg(OH)2(s)tanque
alimentador
Evaporación
Secado
MgCl2•nH2O
ElectrólisisMg(s) + Cl2(g)Ca(OH)2(ac)
CONVERSIÓN
MINADO Filtros
Conchas Entrada del agua de mar
Mg2+(ac)
MgCl2(ac)(concentrado)
Algunas propiedades moleculares y físicas del protio deuterio y tritio diatómicos
Propiedad H2 D2 T2
Masa molar (g/mol) 2.016 4.028 6.032Longitud de enlace (pm) 74.14 74.14 74.14Punto de fusión (K) 13.96 18.73 20.62Punto de ebullición (K) 20.39 23.67 25.04 Ho
fus (kJ/mol) 0.117 0.197 0.250 Ho
vap (kJ/mol) 0.904 1.226 1.393Energía de energía 432 443 447 (kJ/mol at 298 K)
Tabla 22.5 (p. 998)
Producción en laboratorio del hidrógeno
La reacción de metales activos con agua produce gas hidrógeno y el metal y el ion hidróxido en solución:
Grupo I metales: 2 K(s) + 2 H2O(l) H2 (g) + 2 KOH(ac)
Grupo II metales (Ca, Sr, Cs) Sr(s) + 2 H2O(l) Sr(OH)2 (ac) + H2 (g)Otra reacción usa el ion hidruro bastante reductor:
CaH2 (s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2 (ac) + 2 H2 (g)Los metales menos activos reducen el H+ en ácidos:
2 Cr(s) + 6 H+(ac) 3 H2 (g) + 2 Cr3+
(ac)
S han concebido más de 10 000 esquemas para producir H2:
3 FeCl3 (s) + 4 H2O(g) Fe3O4(s) + 6 HCl(g) + H2O(g)
Fe3O4 (s) +3/2 Cl2 (g) + 6 HCl(g) 3 FeCl3 (s) + 3 H2O(g) + 1/2 O2 (g)
3 FeCl3 (s) 3 FeCl2 (s) + 3/2 Cl2 (g)
H2O(l) H2 (g) + 1/2 O2 (g)
Usos industriales del hidrógenoTípicamente, una planta produce H2 para obtener otro producto como amoniaco en el proceso de Haber. Una reacción típica de una planta de Amoniaco, donde el metano es el punto de partida, es la siguiente:
CH4 (g; exceso) + H2O(g) CO(g) + 3 H2 (g)
La mezcla de producto se quema en una cantidad insuficiente de aire para efectuar la combustión completa, pero lo suficiente para consumir el O2, calentar la mezcla y formar agua adicional:
4 CH4 (g; exceso) + 7 O2 (g) 2 CO2
(g) + 2 CO(g) + 8 H2O(g)2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O(g)
2 CO(g;exceso) + O2 (g) 2 CO2 (g)Cualquier exceso de metano reacciona con la reacción de vapor, y el resto
de CO reacciona por la reacción cambio gas-agua para producir más H2,y el CO2 se elimina con CaO.
H2O(g) + CO(g) CO2 (g) + H2 (g)
(p. 1001)
Grupo 1A (1): Los metales alcalinosTabla 22.6A
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 1A(1): Los metales alcalinos
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Litio Espomudeno [LiAl(Si2O6)] Preparación y electrólisis de LiCl fundido
En aleaciones de Mg y Al de baja densidad, fuertes, para armaduras y partes aeroespaciales; en las baterías de Li para computadoras, automóviles eléctricos
Sodio NaCl en sal de roca (halita); NaNO3 (salitre)
Electrólisis de NaCl fundido (celda de Downs; véase texto)
Agente reductor para el aislamiento de Ti, Zr, otros; intercambiador de calor en reactores nucleares
Potasio KCl (silvita) en agua de mar Reducción con Na del KCl fundido (véase texto)
Agente reductor; producción del KO2 (véase texto)
Rubidio Componente minoritario de las menas de Li
Reducción con Ca del RbCl; fundido; producto secundario del aislamiento del Li
Agente reductor
Cesio Componente minoritario de las menas de Li; polucita (Cs4Al4Si9O26•H2O)
Reducción con Ca del CsCl; fundido; producto secundario del aislamiento del Li
Agente reductor
Francio Trazas mínimas del decaimiento de 235U
(p. 1001)
Los metales alcalinotérreosTabla 22.6B
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 2A(2): Los metales alcalinotérreos
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Berilio Berilo (Be3Al2Si6O18) Electrólisis del BeCl2 fundido; reducción del BeF2 con Mg
En aleaciones de alta fuerza de Cu y Ni para máquinas aeroespaciales y electrónicas; derardor y reflector de neutrones en los reactores (sección 24.7); ventanas en tubos de rayos-X
Magnesio Magnesita (MgCO3), dolomita (MgCO3•CaCO3), agua de mar
Electrólisis de MgCl2 fundido (véase texto); método silicotérmico, 2(MgO•CaO) + FeSi 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
Aleaciones ligeras
Calcio Piedra caliza y aragonita (CaCO3)
Electrólisis de CaCl2 fundido formado por el HCl en CaCO3
Refuerza aleaciones de Al; agente reductor para producir Cr, Zr, U; depurador de trazas de O2, P, y S en el acero
Estroncio Estrontianita (SrCO3); celestita (SrSO4)
Descomposición térmica, luego reducción con Al de SrO
Depurador de O2 y N2 en aparatos electrónicos
Bario Barita (BaSO4) Reducción con Al del BaO Depurador de O2 y N2 en aparatos electrónicos
Radio Componente minoritario (0.1 ppb) en petchblenda (mena de uranio)
Electrólisis del RaCl2 fundido después de extracción extensiva (sección 24.1)
Usado antes en la terapia de cáncer
(p. 1002)
Metales de transición del periodo 4Tabla 22.6C
Fuentes, aislamiento y usos de los metales de transición del periodo 4 [grupos 3B(3) al 2B(12)]
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Escandio Thortveitia (40% Sc2O3) producto secundario de la extracción del U
Reduccióndel Sc2O3 con C
Ninguno
Titanio Rutilo (TiO2);ilmenita (FeTiO3)
Conversión a TiCl4,luego reducción con Mg
Muy abundante (4o. en la corteza); más fuerte que el acero, pero la mitad de denso; aleaciones ligeras a altas temperaturas, para motores de jets y cohetes; usos futuros en partes de trenes y automóviles
Vanadio Carnotita [K(Uo2)(VO4)•1.5 H2O]
Conversión a NaVO3,luego reducción con Al (termita) o FeSi
Combinado con C en el ecero para hacer una aleación muy fuerte para tráilers y ejes
Cromo Cromita (FeCr2O4) Conversión a Cr2O3,luego reducción con Al
Aleaciones no ferrosas; chapado de cromo; aceros inoxidables
Manganeso Pirolusita (MnO2); varias otras menas; en el futuro, los “módulos” de MG sobre el fondo del océano
Conversión a Mn3O4, luego reducción con Al; conversión a MnSO4, después electrólisis de Mn(II) acuoso
Depurador de O y S en el acero; aleaciones de acero de alta fuerza de excavadores, cruceros de trenes
Hierro Hematita (Fe2O3);magnetita (Fe3O4)
Reducción con usando C (véase texto) Acero (véase texto)
Cobalto Esmaltita (CoAs2); variossulfuros con Ni, Cu, Pb
Calcinado en O2, lixiviación con H2SO4, precipitación de Co(OH)3 con ClO–, calentamiento para formar CoO, y reducción con C
Cristalería y alfarería de azul cobalto; pigmentos para pinturas y tintas; catalizador para reacciones orgánicas; aleaciones especiales con Cr y W para taladros, herramientas de tornos, instrumentos quirúrgicos; aleaciones magnéticas (alnico)
Níquel Pentlandita [(Ni,Fe)9S8] Calcinado en O2 a NiO, reducción con C; proceso de Mond.Ni(CO)4(g) Ni(⇋ s) + 4CO(g)
Acero niquelado para armaduras; acero inoxidable y alnico; aleaciones no ferrosas (cubiertos) con Ag; monel con Cu para manejar F2; nicromo; cubierta para el chapado del cromo; catalizador de hidrogenación
Cobre Calcopirita (CuFeS2) Véase el texto Cableado, plomería, monedas (véase el texto)
Zinc Blenda de zinc (ZnS); esfalerita
Calcinado en O2 para formar ZnO, luego reducción con C
Latón (50 a 80% de Cu); galvanizado de acero para prevenir la corrosió; baterías (sección 21.5)
(p. 1003)
Grupo 3A (13): La familia del boroTabla 22.6D
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 3A(13): La famila del boro
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Boro Borax (Na2[B4O5(OH)4]•8H2O; kernita (Na2[B4O5(OH)]•2H2O)
Reducción con Mg del B2O3; electrólisis de KBF4
Aletas de la turbina MxBy puntas de cohete, escudos de calor
Aluminio Bauxita [contiene gibbsita, Al(OH)3]
Electrólisis de Al2O3 en Na3AlF6 (véase texto)
Varias aleaciones familiares; líneas de transmisión eléctrica (véase texto)
Galio Elemento traza en la bauxita
Obtenido como impureza traza en la purificación del Al
Semiconductores de alta velocidad; en paneles solares fotovoltaicos
Indio Elemento traza en menas de sulfuro Zn/Pb
Recuperado del calcinado del sulfuro del polvo de chimenea
Semiconductores con P, Sb; aleaciones de bajo punto de fusión en rociadores
Talio Elemento traza en menas de sulfuro Zn/Pb
Recuperado del calcinado del sulfuro del polvo de chimenea
Muy tóxicos, pocos usos
(p. 1003)
Grupo 4A(14): La familia del carbonoTabla 22.6E
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 4A(14): La familia del carbono
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Carbono Diamante, grafito; petróleo; carbón; carbonatos; CO2
Se usa como se encuentra, o aislado del petróleo o carbón por calentamiento en ausencia de aire
Grafito: compuestos; electrodos; varillas de control en reactores nucleares
Diamantes: joyería; abrasivos; películas
Coque, carbono negro: reductor en metalurgia; refuerzo en llantas de hule; pigmento; decolorante del azúcar
Silicio Sílice (SiO2); minerales de silicato
Reducción de K2SiF6 con Al; reducción del SiO2 con Mg, después de refinación de zona
Semiconductores; vidrio, cerámica
Germanio Germanita (mezcla de sulfuros de Cu, Fe y Ge)
Calcinación en O2, luego reducción de GeO2 con H2 y refinación de zona
Semiconductores, espectrómetro infrarrojo, ventanas y lentes
Estaño Casiterita (SnO2)
Reducción térmica de SnO2 con C
Previene la corrosión en latas de acero; Aleaciones, por ejemplo: soldaduras, bronces, peltre
Plomo Galena (PbS) Calcinación en O2 a PbO, luego se reduce con C, y se electrorrefina
Baterías automotrices; soldaduras; munición
(p. 1004)
Grupo 5A(15): La familia del nitrógenoTabla 22.6F
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 5A(15): La familia del nitrógeno
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Nitrógeno Aire Destilación fraccionada del aire licuado
N2(g): atmósfera inerte en metalurgia y procesos petroquímicos; reactivo en la producción de NH3
N2(l): congelante en seco de alimentos; molido de carne para hamburguesas; conservación biológica; uso futuro en superconductores
Fósforo Menas de fosfato, ejem., fluroapatita [Ca5(PO4)3F] (véase texto)
Reducción de roca de fosfato con C
Materia prima para la síntesis de H3PO4 (90%), PCl3, P4S3 (cerillos), y P4S10 (insecticidad) (véase texto)
Arsénico Arsenopirita (FeAsS); polvo de chimenea en la extracción de Cu y Pb
Calentamiento en ausencia de aire
Películas, diodos (foto) emisores de luz; aleaciones de plomo
Antimonio Estibnita (Sb2S3); polvo de chimenea en la extracción de Cu y Pb
Calcinado en aire a Sb2O3, luego reducción conC
En baterías ácidas de plomo (5% Sb)
Bismuto Bismutinita (Bi2S3) Calcinado en Bi2O3, luego reducción con C o Fe
Aleaciones; medicinas
(p. 1004)
Grupo 6A(16): La familia del oxígenoTabla 22.6G
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 6A(16): La familia del oxígeno
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Oxígeno Aire Destilación fraccionada del aire licuado
Agente oxidante en la fabricación de acero (véase texto), tratamiento de aguas residuales, blanqueado de pulpa de papel, combustible de cohetes; aplicaciones médicas
Azufre Depósitos subterráneos de S; gas natural y petróleo
Proceso de Frasch (véase texto); oxidación catalítica del H2S
Producción del H2SO4 (véase texto); vulcanización del caucho; productos químicos para fármacos, textiles e insecticidas
Selenio Impureza en las menas de sulfuro; lodos anódicos de la refinación del Cu
Reducción de H2SeO3 con SO2
Electrónicos; xerografía; pigmentos de cadmio
Telurio Mezclas de telururos y sulfuros metálicos del grupo 8 a 11
Oxidación a Na2TeO3, luego electrólisis
Fabricación de acero
Polonio Petchblenda; elemento traza formado en el decaimiento del radio
Aislado en cantidades traza
Uso futuro como fuente de calor en satélites espaciales y estaciones lunares
(p. 1005)
Grupo 7A(17): Los halógenosTabla 22.6H
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 7A(17): Los halógenos
Elemento Fuente Aislamiento Uso
Flúor Fluorita; fluorespato (CaF2)
Electrólisis del KF en HF anhidro fundido
Síntesis de UF6 (para combustibles nucleares) y SF6 (aislante eléctrico); agentes flourantes; monómeros de teflón
Cloro Halita (NaCl); agua de mar
Electrólisis de NaCl fundido (véase texto); electrólisis del agua de mar concentrada (sección 22.5)
Agente oxidante en blanqueadores y desinfectantes; producción de monómeros de policloruro de vinilo; anión biológico principal
Bromo Pozos de salmuera; agua de mar
Oxidación de sales de Br– por Cl2 (véase texto)
Preparación de bromuros orgánicos; AgBr en la fotografía
Yodo Pozos de salmuera; salitre (NaIO3)
Oxidación de sales de I– por Cl2; reducción del IO3
– con HSO3
–
En la sal de mesa como elemento traza esencial para las hormonas tiroideas; como desinfectante
Astato Isótopo extremadamente raro
Obtenido sólo en cantidades traza
Ninguno
(p. 1005)
Grupo 8A(18): Los gases noblesTabla 22.6I
Fuentes, aislamiento y usos del grupo 8A(18): Los gases nobles
Elemento
Fuente Aislamiento Uso
Helio Berilo (Be3Al2Si6O18)
Destilación del gas natural condensado o difusión diferencial del gas natural
Congelante para imanes superconductores; sustituto para el N2 en mezclas respiratorias de profundidad, fase móvil en cromatografía de gases
Neón En gas natural (> 0.4% masa)
Destilación fraccionada del aire licuado
Señales luminosas de gas
Argón Aire Destilación fraccionada del aire licuado
Soldadura de arco
Kriptón Aire Destilación fraccionada del aire licuado
Ninguno
Xenón Aire Destilación fraccionada del aire licuado
Ninguno
Radón Aire Destilación fraccionada del aire licuado
Ninguno, contaminante radiactivo del aire
El proceso de Frasch para la extracción de azufre elemental
Fig. 22.22A, B
Taladroy tubosconcéntricos
Aguasupercalentada
Capa de roca
Azufrefundido
Aguacaliente
Azufresólido
Aguacaliente
Azufrefundido
Capa de roca
Aguasupercalentada
Azufre fundido aereado
Airecomprimido
Azufresólido
Las muchas aplicaciones indispensables del ácido sulfúrico
Fig. 22.23
Otras industrias(7%)
Explosivos, metales no ferrosos,caucho sintético, baterías
Productos químicos(19%)
Detergentes, alimentos, resinas, cubiertas, teñidode tejidos, catalizadores, papel, tratamiento deaguas, fármacos, insecticidas, anticongelantes
Titanio y otros pigmentos(6%)
Pinturas, linóleo, hilos, papel, tintas
Rayón y películas(3%)
Llantas, textiles, celofán,películas fotográficas
Petróleo(2%)
Aviación, gasolina, lubricantes
Hierro y acero(2%)
Autos, aparatos, contenedores,productos galvanizados
Fertilizantes(61%)
Superfosfatos, fosfatos de amonio y sulfato,fertilizantes mixtos
Un diagrama de la celda clor-alcali
Fig. 22.24
Fuentede poder
Diafragmade asbesto
Cátodo (–)Ánodo (+)
NaCl (ac)
Flujo neto
